Силовые линии выбираются так, что вектор напряженности поля направлен по касательной к силовой линии.Работа в поле тяготения. Знак минус показывает, что в каждой точке поля тяготения вектор напряженности направлен в сторону наиболее быстрого убывания потенциала.

К. В. Холшевников, И. И. Никифоров Свойства гравитационного потенциала в примерах и задачах: Учебное пособие. Жарков В. Н. Внутреннее строение Земли и планет. Напряжённость гравитационного поля в международной системе единиц измеряется в метрах на секунду в квадрате или в ньютонах на килограмм . В данной формуле первый член силы пропорционален напряжённости гравитационного поля, а второй член силы зависит от скорости движения частицы и от поля кручения, действующего на частицу.

Данные четыре уравнения полностью описывают гравитационное поле для тех случаев, когда поле не настолько велико, чтобы влиять на распространение электромагнитных волн, на их скорость и частоту.

Применение метода аналогии при изучении электростатического поля

В центре сферы, где напряжённость поля равна нулю, а при радиусе где есть радиус сферы, напряжённость достигает максимальной амплитуды. Силы тяготения являются консервативными. Эти интегралы называются циркуляцией соответствующих векторов и вдоль замкнутого контура. В нашем случае работа равна уменьшению потенциальной энергии U материальной точки, перемещающейся в поле тяготения.

Гравитационное поле можно изобразить с помощью силовых линий и эквипотенциальных поверхностей (рис. 7.4). Эквипотенциальные поверхности – геометрическое место точек с одинаковым потенциалом.

2.4. Движение в сфероидальном поле. Точные формулы

Закон всемирного тяготения и механика Ньютона явились величайшим достижением естествознания. Сильные гравитационные поля и движение в них с большими скоростями описываются в общей теории относительности (ОТО), созданной А. Эйнштейном. Физический смысл – удельная энергия, численно равная работе, необходимой для перемещения одного килограмма массы (единичной массы) из данной точки поля за его пределы.

Каждое тело (например, Земля) создает вокруг себя силовое поле — поле тяготения. Напряженность поля g представляет собой векторную величину, направление которой определяется направлением гравитационной силы F, а численное значение — формулой ускорения свободного падения. Из графика функции g=g(r) наглядно видно, что напряженность гравитационного поля g стремится к нулю, когда расстояние r стремится к бесконечности.

Напряженность поля тяготения вблизи поверхности Земли равна ускорению свободного падения $g$ (с точностью до поправки, обусловленной вращением Земли). Даем понятие силовых линий для графического изображения поля с целью более четкого представления учащимися распределения поля в пространстве. Разбираем большое количество задач на расчет характеристик электростатических полей и электростатических взаимодействий.

Напряженность электрического поля измеряют с помощью пробного заряда. Ученики умеют подставлять цифры в формулы для напряженности, но не понимают ее смысла. Практически нет студента ВУЗа, который не знает, как рассчитывается сила тяжести и что такое ускорение свободного падения. А вот как найти кулоновскую силу и что такое напряженность поля вряд ли помнит половина нынешних студентов гуманитарных направлений.

1.1. Гравитационное поле точечных масс

Проблему сложного изучения электромагнитных колебаний и волн в рамках школьной программы мы решаем, применяя аналогию как метод познания. Аналогию электромагнитных и механических колебаний. Впервые с механическими колебаниями учащиеся знакомятся в IX классе. Этот положительный пример применения метода аналогии можно использовать и при изучении других электромагнитных явлений.

Принцип суперпозиции гравитационных полей

Масса тела – характеристика тела, определяющая его гравитационное взаимодействие с другими телами. Ускорение свободного падения можно представить как силовую векторную характеристику гравитационного поля Земли, но при этом важно не потерять первоначального смысла ускорения. В силу введенного определения g=F/m вектор ускорения свободного падения в каждой точке поля совпадает по направлению с вектором силы тяжести (масса – всегда положительный скаляр).

Достаточно легко понимается то, что тело имеет разную потенциальную энергию взаимодействия с Землей относительно второго и четвертого этажей здания. По аналогии не сложно понять, что и потенциал поля зависит от выбора поверхности нулевого потенциала.

Гравитационные поля небесных тел перекрываются. Потенциал – это параметр, характеризующий физическое силовое поле (гравитационное, электрическое). Величинаявляется энергетической характеристикой поля тяготения и называется потенциалом. Такой физической величиной является напряженность электрического поля и его потенциал. В рамках школьной программы гравитационное поле Земли рассматривается не так подробно, как электростатическое с его силовыми и энергетическими характеристиками.